说明书凸轮的机械加工工艺规程及夹具设计.doc

机械制造技术基础课程设计说明书设计题目：凸轮盘零件的机械加工工艺规程及夹具设计设 计 者： 徐鹏宇指导教师： 赵伟宏2013年9月12日长春理工大学机械制造技术基础课程设计任务书题目：凸轮盘零件的机械加工工艺规程及夹具设计内容：1、零件图 1张 2、毛坯图 1张 3、机械加工过程卡 1张 机械加工工序卡 若干张 4、夹具结构设计装配图 1张 5、夹具结构设计零件图 1张 6、课程设计说明书 1份班 级： 1003111 学 生： 徐鹏宇 指导教师： 赵伟宏 2013年9月12日目录一.零件的分析4二. 工艺规程设计5（一）.确定毛坯的制造形式5（二）.基面的选择5（三）.制订工艺路线5（四）.机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定5（五）.确定切削用量及基本工时6三.夹具具设计13（一）.问题的提出13（二）.夹具设计14参考文献15一.零件的分析1.以28mm孔加工中心的表面这一组加工的表面包括28mm孔及其倒角，尺寸为30mm的键槽，两个6mm的 工艺孔和宽度为160.1mm凸轮槽，其中28mm孔和键槽为主要加工表面。2.以大端面为加工对象的表面，这组加工表面包括孔28mm的大小两个端面。这两组加工表面之间有着一定的位置精度要求，主要是28mm孔大端面相对于28mm孔垂直度公差为0.05mm凸轮共有两组加工表面，它们之间有一定的位置关系，现分析如下：由以上分析可知，对这两组加工表面，要先加工其中一组表面，然后借助于专用夹具加工另一组表面，并且保证它们之间的相对位置精度要求。二工艺规程设计（一）.确定毛坯的制造形式零件材料为45钢，考虑到凸轮在使用时反复冲击小，因此选用铸件，就能满足工作需要，由于零件的年产量为大批大量生产，形状较简单，尺寸不大，可采用沙箱铸造。（二）.基面的选择1粗基准的选择:由于零件大端是以孔心为基准的，则应在保证28mm孔心精度的基础上加工大端面，所以以大端面为粗基准是合理的。2考虑到大端面相对28mm孔的位置关系，取28mm孔为精基准。（三）.制订工艺路线工艺路线工序1 粗车大端面，半精车大端面保证Ra3.2。保证Ra3.2。粗车28大孔。以孔外圆为基准，选用卧式车床CA6140。工序2 粗车-精车小端面，保证Ra3.2。以内孔为基准，选用卧式车床CA6140。工序3 钻工艺孔26mm，保证尺寸550.1mm，R470.1mm，101。以28 mm孔外圆为基准，选用立式钻床Z525。工序4 加工键槽，保证尺寸6mm，30mm和粗糙度Ra6.3。以28 mm孔外圆为基准，选用拉床L6120。 工序5 粗铣凸轮槽，深度7mm;精铣凸轮槽，宽度保证160.1mm，深度8mm。以28 mm孔外圆为基准，选用数控铣床XK6040工序6 钻螺纹孔至6.8mm，绞孔M8。以28mm外圆为基准，选用立式钻床Z525。工序7 等温局部淬火，保证HB48HRC。（四）机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸的确定凸轮零件材料为45钢生产类型为大批大量生产，采用沙箱造型铸造的毛坯。根据上述原始资料及加工工艺，分别确定各加工表面的机械加工余量，工序尺寸及毛坯尺寸如下：1.大端面 现直接取凸轮厚度41mm，因为表面粗糙度要求为Ra3.2.此时厚度余量Z=6mm，已经能满足加工要求。2.孔 毛坯为空心，粗糙度要求为Ra3.2.参照机械制造工艺师设计手册确定工序尺寸及其余量为：=25mm，2Z=3（五）.确定切削用量及基本工时工序1 粗-半精车大端面，28大孔1.加工要求：保证Ra3.2机床：CA6140刀具：YT15硬质合金车刀2.计算切削用量（1）粗车大端面n= Zn=0.06563.7=19.11m/min车削工时 由于是粗加工，故整个车刀刀盘不毕洗过整个工件，利用作图法可得出车刀的行程l+l+l=90mm则机动工时 t=（2）半精车大端面进给量，切削速度，主轴转速同上。精加工行程l+l+l=96mm，则机动工时为t=（3）车孔28mm1）进给量，根据切削手册表2.11，当孔径在2030mm时=0.81.8mm/r,在此取 =1.5mm/r2）计算车削速度 按切削手册表2.30，切削速度的计算公式为（T=40min）V= (V的单位：m/min)其中孔的参数为C=12.1,Z=0.3,X=0.2,y=0.5,m=0.4,=0.36所以 孔 V=3）确定主轴转速 镗孔 n=按机床说明书见工艺手册表11-3选为96r/min4）车削工时，切入切出长度分别定位l=3mm，l=1.5mmt=工序2 粗-半精车下端面1.加工要求：保证Ra3.2机床：XK5012刀具：硬质合金端面车刀2. （1）粗车小端面进给量，切削速度，主轴转速与粗加工与之。由于是精车，所以整个车刀刀盘要车过整个工件，可得出车刀的行程为l+l+l=168mm，则机动工时 t=（2）半精车小端面进给量，切削速度，主轴转速同上。粗加工行程l+l+l=51mm，则机动工时为t=工序3 钻通孔1.加工要求:保证6mm，55mm，R47mm，10。机床:立式钻床Z525刀具:直柄麻花钻6mm2.计算切削用量（1）钻孔26mm1)进给量=0.16mm/r（见切削手册表2.7）2)计算切削速度，按切削手册表2.13及表2.14按5类加工性质考虑V=17.56m/min3)确定主轴转速 n=按机床选取n=983r/min（按工艺手册表9-3）所以实际切削速度 V=4）切削工时 2t=2其中切入切出长度分别为l=5mm，l=3mm，l=18mm工序4 加工键槽1.要求: 保证尺寸6mm，30mm和粗糙度Ra6.3。机床:拉床L6120刀具：拉刀，宽6mm2.计算切削用量（1)单面齿升 根据有关手册定为=0.06mm（2）拉削速度定为V=0.06m/s(即3.6m/s)（3）切削工时： t=式中Z-单面余量 2mml-拉削长度 35mm-考虑校准部分的长度系数 取 1.2k-考虑机床返回行程系数 取 1.4V-拉削速度（m/min）-拉刀单面齿升z=拉刀同时工作的齿数P-拉刀齿距P=（1.251.5）=1.35 =8mm拉刀同时工作的齿数z=所以 t=工序5 粗精加工凸轮槽1.加工要求：槽深8mm，宽16机床:数控铣床XK5040刀具：莫氏立铣刀12mm2.计算切削用量（1）粗加工凸轮槽深度7mm1)进给量z=0.08mm/齿2)切削速度参考有关手册，定位V=20m/min3)确定主轴转速由于采用莫氏立铣刀12mm d=12mm，齿数Z=4 则n=Zn=0.084)切削工时 铣刀行程l+l+l=207mm则机动工时 t=（2）精加工凸轮槽至8mm深进给量，切削速度，主轴转速及切削工时同上。工序6 钻螺纹孔至6.8mm，攻丝1.加工要求：加工M8孔机床：立式钻床Z525刀具：直柄麻花钻6.8mm，机用丝锥M82.算切削用量（1）钻孔6.8mm1)进给量取=0.2mm/r 根据切削手册表2.7，当钢的800MPa,d=6.8mm时2)确定切削速度：根据切削手册表2.13及表2.14得切削速度V=15.32m/min3）确定主轴转速 n=717.5r/min根据机床说明书取 n=723r/min故实际切削速度为 V=4）切削工时 l=10mm，l=5mm，l=3mmt=（2）攻螺纹M81） 进给量取=0.1mm/r2） 确定切削速度 取V=0.1m/s(6m/min)3） 确定主轴转速n=238r/min按机床说明书选取n=195r/min 则V=4.9m/min4） 机动工时 l=10mm，l=3mm，l=3mmt=三夹具设计为了提高劳动生产率，保证加工质量，降低劳动强度，需要设计专门的夹具经过与指导教师的分配，决定设计钻螺纹空工序的车床夹具，本夹具将用于Z525立式钻床，刀具麻花钻6，机用丝锥M8。（一）.问题的提出本夹具主要用来对螺纹孔的加工，在本道工序加工时，应主要考虑如何提高劳动生产率，降低劳动强度，而精度不是主要问题。（二）.夹具设计1.定位基准的选择由零件图可知，其设计基准为凸轮28mm孔心，因此这里选用28mm孔为主要定位基准。因此在28孔的位置放置一个如下图所示的定位轴，用于零件的基准定位。在6孔用一个定位销来对零件进行限位，防止工件旋转。在需要加工的螺纹孔上放置一个引导装置钻套，便于刀具的引导，节省了加工时间。夹具大致结构如下图参考文献1上海市金属切削技术协会主编.金属切削手册 第二版 上海：上海科学技术出版社 1984 2艾兴 肖诗纲主编.切削用量简明手册 第三版 北京：机械工业出版社 19943哈尔滨工业大学赵家齐主编.机械制造工艺学课程设计指导书.第二版 北京：机械工业出版社 20024杨叔子主编.机械加工工艺师.北京：机械工业出版社 20025.机械加工工艺手册 主编李洪 北京出版社6.陈铁鸣机械设计 哈尔滨工业大学出版社7.孟宪栋 刘彤安 机床夹具图册机械工业出版社8.王光斗 王春福机床夹具设计手册